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(普通問題)
在鐵路，高速公路中GSM是怎么解決多普勒頻移的？
在鐵路，高速公路中,GSM是怎么解決多普勒頻移的？
除了使基站離道路遠一些，基站里的信號處理模塊是不是和普通的基站不一樣，要不要增加對抗多普勒頻偏的部分？
提問者:
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問題答案
( 4 )
有個TA值，時間提前量解決該問題～～～但是我個人認為這個速度相對于光速來說可以忽略不計吧～ 高速的話，無線環(huán)境的變換影響還大些～一般是下行DTX和下行功控都關(guān)閉來保證通話質(zhì)量和切換～～呵呵 期待高手回答～
回答者：
exloding99
回答時間：2009-03-27 19:21
8
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高速列車對移動通信的影響主要是由于車體損耗和高速移動的速度造成的，不同車體對無線信號的穿透損耗差別很大（如表1所示）。
當(dāng)終端在移動中通信時，特別是在高速情況下，終端和基站都有直視信號，接收端的信號頻率會發(fā)生變化，稱為多普勒效應(yīng)。用戶移動方向和電磁波傳播的方向相同時，多普勒頻移最大；完全垂直時，沒有多普勒頻移。多普勒頻移對于接收機接收性能有一定的影響，主要是降低了接收的靈敏度。因此高速鐵路覆蓋的主要技術(shù)難點包括對多普勒頻移的校正、有針對性的網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計和降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本等。
表1 幾種列車無線信號衰減一覽表
降低多普勒頻移 影響的措施
工作頻率越高，多普勒頻移越大，相同車速時，1800MHz比900MHz多普勒頻偏大一倍，性能損失更大，因此對于GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先采用900MHz頻段是有效的解決方案。另外，900MHz頻段覆蓋能力比1800MHz頻段大6～10dB，現(xiàn)在900MHz在現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)連續(xù)覆蓋，優(yōu)化現(xiàn)有900MHz頻段網(wǎng)絡(luò)解決高速鐵路覆蓋問題，會更經(jīng)濟。
另外設(shè)備本身具有自動頻率控制（AFC）功能，AFC是針對鐵路快速移動的特點設(shè)計的基站頻率校正算法，通過快速測算由高速所帶來的頻率偏移，補償多普勒效應(yīng)，改善無線鏈路的穩(wěn)定性，可以提高設(shè)備的解調(diào)性能。
加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作
1.加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作
在進行高速鐵路覆蓋設(shè)計時，充分研究鐵路發(fā)展趨勢，通常以最大穿透損耗的車型作為覆蓋優(yōu)化的目標(biāo)。基站選址要合理，避免越區(qū)覆蓋產(chǎn)生，在保證覆蓋距離的情況下，盡可能與鐵路保持一定距離，克服多普勒效應(yīng)。當(dāng)基站遠離鐵路邊時，可以采用寬波瓣天線，擴大覆蓋范圍，同時抑制覆蓋邊緣天線增益的快速下降。嚴格控制切換區(qū)域，保證切換區(qū)域的切換時間滿足最少兩次切換。合理選擇天饋系統(tǒng)，針對不同場景合理選擇天線，天線方位角盡可能不與鐵路平行，使主瓣與鐵路線有一定夾角。有針對性地選擇站型，可以使用功分器把小區(qū)分裂為單小區(qū)雙方向，連接兩副定向的高增益天線，以擴大覆蓋范圍，同時減少切換。特殊場景特殊考慮，對于弱場覆蓋需考慮特殊覆蓋方案，如使用直放站等�？煽紤]使用功放、塔放或MCPA（多載波功率放大器）擴大小區(qū)的覆蓋范圍。盡量將沿線基站放在同一個BSC或MSC中，以減少MSC間、BSC間的切換，避免過長的切換時間對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量造成不利的影響。
2.充分發(fā)揮高速鐵路鏈型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點
對原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行改造，根據(jù)高速鐵路線形覆蓋的特點，將小區(qū)結(jié)構(gòu)規(guī)劃成鏈形鄰區(qū)，并針對高速鐵路沿線的鏈形鄰區(qū)，讓用戶沿運動方向優(yōu)先切換到前向鏈形鄰區(qū)，這樣將盡可能減少切換次數(shù)，避免前后小區(qū)乒乓切換，也避免了側(cè)向小區(qū)的無序切換，提升切換效率，提升業(yè)務(wù)質(zhì)量。
3.切換帶的規(guī)劃
切換帶的規(guī)劃一方面保證高速移動的手機終端順利完成切換，同時要盡可能減少基站數(shù)量，降低投資，因此切換帶的設(shè)計要合理。根據(jù)快速切換算法觸發(fā)時間的估算，完成2次快速切換的時間為5～6秒，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中通常建議為7～8秒。
采用硬切換的GSM滿足切換條件時，組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)相同且共用天饋的CDMA也一定能良好切換。
4.站型和天線選擇方案
周邊用戶比較少的農(nóng)村區(qū)域，在鐵路比較筆直的場景下，優(yōu)先選擇高增益窄波瓣天線，基站覆蓋范圍大，切換次數(shù)少；對于市區(qū)、郊區(qū)、沿途有車站、鐵路有弧度區(qū)域適合選擇中等增益天線；功分器雖然增加了3.5dB損耗，降低了基站覆蓋范圍，但是兩個扇區(qū)為同一個小區(qū)，減少了切換次數(shù)，并且不需要考慮天線前后比的問題，在合適的場景下可以考慮使用；8字形天線比較適合覆蓋直線鐵路。
5.分布式基站和一體化基站合理使用
分布式基站將原來基站分割成基帶和射頻兩部分，用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的饋線將射頻部分拉遠，實現(xiàn)塔上安裝。鐵路沿線比較容易鋪設(shè)光纜，為分布式基站的建設(shè)提供了便利條件，另外BBU集中放置，適用于沿線城鎮(zhèn)容量較大區(qū)域，減少對機房資源的需求，便于站址獲取、集中管理和維護。室外一體化基站體積小、重量輕，不需要機房，安裝方式靈活，適合鐵路沿線覆蓋使用。
隧道覆蓋解決方案分析
隧道作為鐵路的組成部分，直接影響到鐵路覆蓋的指標(biāo)，覆蓋勢在必行。通常隧道有單洞雙軌、雙洞單軌、單洞單軌之分，隧道的長度影響信源選取、覆蓋方式等，因此將長度小于200m的隧道稱為短距離隧道，200m～2000m之間的隧道稱為中長距離隧道，大于2000m的隧道稱為長距離隧道。
中短隧道通常采用八木天線在隧道入口對隧道進行覆蓋，八木天線覆蓋隧道的長度和隧道的橫截面大小、建設(shè)材料、彎曲情況等有關(guān)，通常切換帶不要設(shè)置在隧道內(nèi)。如果基站可以建設(shè)在隧道口，可以采用基站連接泄露電纜覆蓋隧道內(nèi)，出隧道后泄露電纜末端加天線覆蓋隧道出口空間，也可采用光纖直放站+泄露電纜對隧道內(nèi)覆蓋，泄露電纜安裝一般建議距離軌面1.8m，這種覆蓋方案通常成本比較低，便于安裝和維護。
長隧道覆蓋通常采用光纖直放站+泄露電纜覆蓋，光纖直放站可以用一個近端站+多個遠端站覆蓋方式。在長隧道覆蓋中，通常采用多種類型天線，一類解決隧道外覆蓋，一類是用于信號延伸等。切換帶不要設(shè)置在隧道內(nèi)。由于在隧道內(nèi)基站設(shè)備的安裝維護比較復(fù)雜，建議不要在隧道內(nèi)安裝基站設(shè)備。
不同隧道對覆蓋信源的選取有所不同，對于獨立的短隧道可以采用無線直放站進行覆蓋；對于連續(xù)隧道群采用同一專用信源（僅用來覆蓋隧道），利用光纖拉遠進行覆蓋，并將隧道與隧道之間的區(qū)域納入隧道覆蓋中，避免切換；對于長距離隧道采用專用信源，利用光纖拉遠進行覆蓋。
為了保證隧道口信號順利切換，通常在隧道口頂部安裝天線，通常采用高增益天線，以保證足夠的天線功率。
隧道覆蓋投資大，需要協(xié)調(diào)的工作量大，因此在一次覆蓋工程中，要充分考慮未來系統(tǒng)的發(fā)展：適應(yīng)未來鐵路列車的發(fā)展,在功率預(yù)算方面有一定余量；適應(yīng)未來3G網(wǎng)絡(luò)的升級，器件頻段適應(yīng)未來3G要求，電源、光纖傳輸、主設(shè)備位置預(yù)留等基礎(chǔ)設(shè)施方面也要予以充分考慮。
表1 幾種列車無線信號衰減一覽表
降低多普勒頻移 影響的措施
工作頻率越高，多普勒頻移越大，相同車速時，1800MHz比900MHz多普勒頻偏大一倍，性能損失更大，因此對于GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先采用900MHz頻段是有效的解決方案。另外，900MHz頻段覆蓋能力比1800MHz頻段大6～10dB，現(xiàn)在900MHz在現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)連續(xù)覆蓋，優(yōu)化現(xiàn)有900MHz頻段網(wǎng)絡(luò)解決高速鐵路覆蓋問題，會更經(jīng)濟。
另外設(shè)備本身具有自動頻率控制（AFC）功能，AFC是針對鐵路快速移動的特點設(shè)計的基站頻率校正算法，通過快速測算由高速所帶來的頻率偏移，補償多普勒效應(yīng)，改善無線鏈路的穩(wěn)定性，可以提高設(shè)備的解調(diào)性能。
加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作
1.加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作
在進行高速鐵路覆蓋設(shè)計時，充分研究鐵路發(fā)展趨勢，通常以最大穿透損耗的車型作為覆蓋優(yōu)化的目標(biāo)。基站選址要合理，避免越區(qū)覆蓋產(chǎn)生，在保證覆蓋距離的情況下，盡可能與鐵路保持一定距離，克服多普勒效應(yīng)。當(dāng)基站遠離鐵路邊時，可以采用寬波瓣天線，擴大覆蓋范圍，同時抑制覆蓋邊緣天線增益的快速下降。嚴格控制切換區(qū)域，保證切換區(qū)域的切換時間滿足最少兩次切換。合理選擇天饋系統(tǒng)，針對不同場景合理選擇天線，天線方位角盡可能不與鐵路平行，使主瓣與鐵路線有一定夾角。有針對性地選擇站型，可以使用功分器把小區(qū)分裂為單小區(qū)雙方向，連接兩副定向的高增益天線，以擴大覆蓋范圍，同時減少切換。特殊場景特殊考慮，對于弱場覆蓋需考慮特殊覆蓋方案，如使用直放站等�？煽紤]使用功放、塔放或MCPA（多載波功率放大器）擴大小區(qū)的覆蓋范圍。盡量將沿線基站放在同一個BSC或MSC中，以減少MSC間、BSC間的切換，避免過長的切換時間對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量造成不利的影響。
2.充分發(fā)揮高速鐵路鏈型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點
對原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行改造，根據(jù)高速鐵路線形覆蓋的特點，將小區(qū)結(jié)構(gòu)規(guī)劃成鏈形鄰區(qū)，并針對高速鐵路沿線的鏈形鄰區(qū)，讓用戶沿運動方向優(yōu)先切換到前向鏈形鄰區(qū)，這樣將盡可能減少切換次數(shù)，避免前后小區(qū)乒乓切換，也避免了側(cè)向小區(qū)的無序切換，提升切換效率，提升業(yè)務(wù)質(zhì)量。
3.切換帶的規(guī)劃
切換帶的規(guī)劃一方面保證高速移動的手機終端順利完成切換，同時要盡可能減少基站數(shù)量，降低投資，因此切換帶的設(shè)計要合理。根據(jù)快速切換算法觸發(fā)時間的估算，完成2次快速切換的時間為5～6秒，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中通常建議為7～8秒。
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4.站型和天線選擇方案
周邊用戶比較少的農(nóng)村區(qū)域，在鐵路比較筆直的場景下，優(yōu)先選擇高增益窄波瓣天線，基站覆蓋范圍大，切換次數(shù)少；對于市區(qū)、郊區(qū)、沿途有車站、鐵路有弧度區(qū)域適合選擇中等增益天線；功分器雖然增加了3.5dB損耗，降低了基站覆蓋范圍，但是兩個扇區(qū)為同一個小區(qū)，減少了切換次數(shù)，并且不需要考慮天線前后比的問題，在合適的場景下可以考慮使用；8字形天線比較適合覆蓋直線鐵路。
5.分布式基站和一體化基站合理使用
分布式基站將原來基站分割成基帶和射頻兩部分，用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的饋線將射頻部分拉遠，實現(xiàn)塔上安裝。鐵路沿線比較容易鋪設(shè)光纜，為分布式基站的建設(shè)提供了便利條件，另外BBU集中放置，適用于沿線城鎮(zhèn)容量較大區(qū)域，減少對機房資源的需求，便于站址獲取、集中管理和維護。室外一體化基站體積小、重量輕，不需要機房，安裝方式靈活，適合鐵路沿線覆蓋使用。
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隧道作為鐵路的組成部分，直接影響到鐵路覆蓋的指標(biāo)，覆蓋勢在必行。通常隧道有單洞雙軌、雙洞單軌、單洞單軌之分，隧道的長度影響信源選取、覆蓋方式等，因此將長度小于200m的隧道稱為短距離隧道，200m～2000m之間的隧道稱為中長距離隧道，大于2000m的隧道稱為長距離隧道。
中短隧道通常采用八木天線在隧道入口對隧道進行覆蓋，八木天線覆蓋隧道的長度和隧道的橫截面大小、建設(shè)材料、彎曲情況等有關(guān)，通常切換帶不要設(shè)置在隧道內(nèi)。如果基站可以建設(shè)在隧道口，可以采用基站連接泄露電纜覆蓋隧道內(nèi)，出隧道后泄露電纜末端加天線覆蓋隧道出口空間，也可采用光纖直放站+泄露電纜對隧道內(nèi)覆蓋，泄露電纜安裝一般建議距離軌面1.8m，這種覆蓋方案通常成本比較低，便于安裝和維護。
長隧道覆蓋通常采用光纖直放站+泄露電纜覆蓋，光纖直放站可以用一個近端站+多個遠端站覆蓋方式。在長隧道覆蓋中，通常采用多種類型天線，一類解決隧道外覆蓋，一類是用于信號延伸等。切換帶不要設(shè)置在隧道內(nèi)。由于在隧道內(nèi)基站設(shè)備的安裝維護比較復(fù)雜，建議不要在隧道內(nèi)安裝基站設(shè)備。
不同隧道對覆蓋信源的選取有所不同，對于獨立的短隧道可以采用無線直放站進行覆蓋；對于連續(xù)隧道群采用同一專用信源（僅用來覆蓋隧道），利用光纖拉遠進行覆蓋，并將隧道與隧道之間的區(qū)域納入隧道覆蓋中，避免切換；對于長距離隧道采用專用信源，利用光纖拉遠進行覆蓋。
為了保證隧道口信號順利切換，通常在隧道口頂部安裝天線，通常采用高增益天線，以保證足夠的天線功率。
隧道覆蓋投資大，需要協(xié)調(diào)的工作量大，因此在一次覆蓋工程中，要充分考慮未來系統(tǒng)的發(fā)展：適應(yīng)未來鐵路列車的發(fā)展,在功率預(yù)算方面有一定余量；適應(yīng)未來3G網(wǎng)絡(luò)的升級，器件頻段適應(yīng)未來3G要求，電源、光纖傳輸、主設(shè)備位置預(yù)留等基礎(chǔ)設(shè)施方面也要予以充分考慮。
回答者：
chendaji
回答時間：2009-03-28 13:09
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能說一下具體是怎么解決多普勒頻移的問題的？
回答者：
chestthinker
回答時間：2009-03-28 20:00
22
17
盡量讓基站的設(shè)置離道路遠一些，使得基站到MS的連線與道路有一個比較大的夾角，這樣，即使MS跑得再快，相對移動速度還是快不到哪去。通過增加覆蓋方式去解決的
回答者：
tigermarx
回答時間：2009-04-01 18:52
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23
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